[發(fā)明專利]一種自動鋪絲用超薄超軟預(yù)浸絲束的制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010570694.8
• 申請日: 2020-06-19
• 公開（公告）號: CN111823439B
• 公開（公告）日: 2022-08-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 杜宇;石峰暉;張寶艷;閆鴻琛
• 申請（專利權(quán)）人: 中航復(fù)合材料有限責(zé)任公司;中國航空制造技術(shù)研究院
• 主分類號: B29B11/16
• 分類號: B29B11/16;B29C70/16
• 代理公司: 中國航空專利中心 11008
• 代理人: 陳宏林

本發(fā)明是一種自動鋪絲用超薄超軟預(yù)浸絲束的制備方法，所述預(yù)浸絲束是環(huán)氧樹脂基或雙馬樹脂基碳纖維增強(qiáng)預(yù)浸料，其特征在于：該方法是在寬幅超薄超軟的預(yù)浸絲束分切之前，在預(yù)浸絲束的下表面附著一層與預(yù)浸絲束能夠粘接的硬挺材料膜，在切刀對預(yù)浸絲束進(jìn)行分切時(shí)連同起支撐作用的材料膜一同進(jìn)行分切，對分切后的預(yù)浸絲束進(jìn)行自動纏繞收卷，對分切后的材料膜也通過廢料自動收卷進(jìn)行廢料收集。本發(fā)明中的方法可得到高邊緣質(zhì)量和高寬度精度的預(yù)浸絲束，排除預(yù)浸料過薄過軟對分切造成的不良影響。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明是一種自動鋪絲用超薄超軟預(yù)浸絲束的制備方法，屬于預(yù)浸料制備技術(shù)。

背景技術(shù)：

預(yù)浸料自動鋪絲成型技術(shù)以寬度較窄的單向預(yù)浸絲束為原料在特定形狀模具表面進(jìn)行鋪放。高質(zhì)量、高精度、高可靠性和高效率等優(yōu)點(diǎn)使預(yù)浸料自動鋪絲成型技術(shù)在航空航天領(lǐng)域中得到了越來越廣泛的應(yīng)用。自動鋪絲成型技術(shù)所用的單向預(yù)浸絲束的制備方法主要有直接熱熔法和分切法。由于自動鋪絲用的預(yù)浸絲束的寬度一般較小，直接熱熔法受限于邊際影響，其含膠量以及寬度難以得到精確地控制，此外其生產(chǎn)效率也較低，難以滿足自動鋪絲成型技術(shù)的大規(guī)模應(yīng)用。而分切法能夠較好的控制預(yù)浸絲束的含膠量和精度，是主要制備預(yù)浸絲束的工藝方法。

對寬幅預(yù)浸料的分切過程中主要存在以下幾個(gè)難點(diǎn)：預(yù)浸料中纖維單向排列，90°方向的結(jié)合能力較差，受到不規(guī)則外力的作用下容易發(fā)生劈裂、變形等問題；預(yù)浸料中的樹脂處于未固化的狀態(tài)，根據(jù)樹脂組分及制備工藝的不同，預(yù)浸料的物理性能也會有較大差異，分切設(shè)備的通用工藝參數(shù)難以滿足所有預(yù)浸料的分切要求。通過對預(yù)浸料分切過程進(jìn)行試驗(yàn)和研究分析，發(fā)現(xiàn)預(yù)浸料的硬挺度是影響預(yù)浸料分切質(zhì)量的關(guān)鍵因素。超薄超軟預(yù)浸料硬挺度較低，預(yù)浸料硬挺度的試驗(yàn)方法是取50cm預(yù)浸絲束，在室溫環(huán)境下對稱懸掛在不銹鋼金屬掛鉤或其它光滑掛鉤上，靜置2min后，如果懸掛點(diǎn)下方6cm處預(yù)浸絲束兩邊之間的水平距離小于10cm時(shí)，就認(rèn)為該預(yù)浸料硬挺度較低，屬于超薄超軟預(yù)浸料。超薄超軟預(yù)浸料使得分切設(shè)備的通用工藝參數(shù)難以直接用于該類預(yù)浸料的分切。普通的背襯材料在分切時(shí)難以對該類預(yù)浸料提供足夠的支撐作用，使得該類寬幅預(yù)浸料在受到切刀的壓力時(shí)極易發(fā)生變形，從而導(dǎo)致預(yù)浸料在分切過程中產(chǎn)生纖維拉扯、褶皺，造成鋪絲用料邊緣出現(xiàn)斷絲、劈絲等缺陷以及預(yù)浸絲束寬度精度的下降，甚至?xí)霈F(xiàn)寬幅預(yù)浸料無法完全分切開的情況。并且隨著分切距離的增加，分切效果會急劇下降。而為了保障超薄超軟預(yù)浸料絲束的工藝適應(yīng)性和固化之后復(fù)合材料制件的性能，應(yīng)保持預(yù)浸料本身現(xiàn)有的理化性能及狀態(tài)。在不改變預(yù)浸料本身工藝性能的基礎(chǔ)上，若要得到良好的分切效果，則急需對超薄超軟預(yù)浸料的高質(zhì)量和高精度分切工藝進(jìn)行改進(jìn)及優(yōu)化。

發(fā)明內(nèi)容：

本發(fā)明正是針對上述現(xiàn)有技術(shù)狀況而提供了一種自動鋪絲用超薄超軟預(yù)浸絲束的制備方法，其目的是為超薄超軟預(yù)浸料提供一種可得到高質(zhì)量和高精度預(yù)浸絲束的制備方法。

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的：

該種自動鋪絲用超薄超軟預(yù)浸絲束的制備方法是在寬幅超薄超軟的預(yù)浸絲束分切之前，在預(yù)浸絲束的下表面附著一層與預(yù)浸絲束能夠粘接的硬挺材料膜，在切刀對預(yù)浸絲束進(jìn)行分切時(shí)連同起支撐作用的材料膜一同進(jìn)行分切，對分切后的預(yù)浸絲束進(jìn)行自動纏繞收卷，對分切后的材料膜也通過廢料自動收卷進(jìn)行廢料收集。所述預(yù)浸絲束是環(huán)氧樹脂基或雙馬樹脂基碳纖維增強(qiáng)預(yù)浸料。

在一種實(shí)施中，所述寬幅超薄超軟預(yù)浸料的幅寬超過1000mm。

在一種實(shí)施中，在切刀對預(yù)浸絲束進(jìn)行分切前，用冷卻輥對預(yù)浸絲束進(jìn)行降溫，以提高預(yù)浸絲束在分切時(shí)的硬挺度。目的在于在預(yù)浸絲束通過冷卻輥后通過降低預(yù)浸絲束的溫度來提高寬幅超薄超軟的預(yù)浸絲束的硬挺度，使超薄超軟的預(yù)浸絲束在經(jīng)過切刀時(shí)能夠較容易的被切開。

在一種實(shí)施中，用張力調(diào)節(jié)輥調(diào)節(jié)預(yù)浸絲束在分切和纏繞收卷時(shí)的張力，使預(yù)浸絲束在分切時(shí)的張力大于纏繞收卷時(shí)的張力。